Creierul are mecanisme specializate care ne permit să observăm când am greșit și să ne adaptăm comportamentul. Fie că spunem ceva nepotrivit într-o conversație, luăm o decizie neinspirată sau efectuăm automat o acțiune greșită, uneori ne dăm seama aproape imediat că ceva nu a mers conform intenției.
O cercetare publicată în revista științifică Science a identificat populații de neuroni din cortexul frontal medial care participă la monitorizarea erorilor și a conflictelor cognitive. Aceste celule nervoase transmit informații despre modul în care am realizat o sarcină și pot contribui la ajustarea comportamentului în situații viitoare.
Descoperirea ajută la explicarea unei capacități fundamentale a creierului uman: aceea de a folosi experiențele nereușite pentru a învăța, a corecta greșelile și a deveni mai flexibil în rezolvarea problemelor.
Cum învață creierul din greșeli?
Greșelile fac parte din activitatea obișnuită a creierului. Chiar și atunci când suntem atenți și avem suficientă experiență, putem interpreta greșit o informație, putem alege un răspuns nepotrivit sau putem acționa înainte să evaluăm complet situația.
Un exemplu familiar este momentul în care, în mijlocul unei conversații, ne dăm seama că tocmai am formulat o observație nepotrivită. Uneori realizăm acest lucru în timp ce vorbim, iar alteori abia după ce cuvintele au fost rostite.
Acest sentiment că am făcut o greșeală nu apare întâmplător. El este asociat cu un proces cognitiv numit monitorizarea performanței.
Monitorizarea performanței reprezintă capacitatea de a evalua dacă propriile acțiuni corespund obiectivului urmărit. Atunci când apare o nepotrivire, creierul poate genera semnale care indică faptul că rezultatul nu a fost cel dorit.
Aceste informații pot influența modul în care ne comportăm ulterior. De exemplu, după o observație nepotrivită într-o conversație, putem deveni mai atenți la formulările utilizate într-o situație asemănătoare.
Procesul nu presupune că fiecare greșeală este corectată imediat sau că învățăm automat din orice experiență negativă. Totuși, detectarea unei erori reprezintă o etapă importantă în adaptarea comportamentului.
Ce este monitorizarea performanței și de ce este importantă?
În neuroștiință, monitorizarea performanței este considerată o componentă a controlului cognitiv, adică a ansamblului de procese prin care ne orientăm atenția și comportamentul către anumite obiective.
Acest mecanism ne ajută să recunoaștem situațiile în care răspunsurile noastre sunt greșite, inadecvate sau insuficient adaptate cerințelor.
Momentul în care exclamăm „Ups!” după o acțiune neinspirată reprezintă o manifestare ușor de recunoscut a acestui proces.
Un asemenea semnal poate apărea atunci când depășim intersecția la care trebuia să virăm, când răspundem greșit la o întrebare sau când efectuăm o acțiune automată care nu corespunde intenției noastre.
Monitorizarea performanței oferă creierului un tip de feedback intern. Nu este întotdeauna necesar ca o altă persoană să ne semnaleze greșeala, deoarece putem identifica singuri discrepanța dintre ceea ce intenționam și ceea ce am făcut.
Capacitatea de a recunoaște o greșeală ne permite să ajustăm atenția, să schimbăm strategia și să abordăm diferit o situație viitoare.
Acest proces este important nu doar pentru evitarea erorilor repetate, ci și pentru învățarea unor abilități noi, în care trebuie să încercăm, să evaluăm rezultatul și să ne modificăm comportamentul.
Ce au descoperit cercetătorii despre neuronii care detectează erorile?
O echipă de cercetători de la Cedars-Sinai Medical Center din Statele Unite, în colaborare cu specialiști de la California Institute of Technology, a investigat modul în care creierul monitorizează performanța în timpul unor sarcini cognitive dificile.
Studiul a fost coordonat de Zhongzheng Fu și colaboratorii săi, printre care neurologul Ueli Rutishauser, și a fost publicat în 2022 în revista Science.
Cercetătorii au identificat populații de neuroni din cortexul frontal medial, o regiune cerebrală implicată în controlul cognitiv, monitorizarea comportamentului și ajustarea răspunsurilor.
Aceste celule nervoase prezentau tipare diferite de activitate în funcție de rezultatul unei sarcini.
Unele semnalizau apariția unei greșeli, în timp ce altele ofereau informații despre conflictul cognitiv întâmpinat în timpul rezolvării problemei.
Un aspect important al descoperirii este că aceste semnale puteau fi utilizate atât pentru monitorizarea performanței în general, cât și pentru evaluarea unor dificultăți specifice anumitor sarcini.
Această organizare poate contribui la flexibilitatea creierului: capacitatea de a utiliza experiența acumulată într-o situație pentru a se adapta la altele.
Rezultatele sunt prezentate în studiul „The geometry of domain-general performance monitoring in the human medial frontal cortex”.
Cum au fost studiați neuronii responsabili de monitorizarea erorilor
Pentru a observa activitatea neuronilor individuali, cercetătorii au analizat înregistrări cerebrale provenite de la 34 de pacienți aflați în evaluare medicală pentru epilepsie.
Acești pacienți aveau electrozi intracranieni implantați temporar în scop diagnostic, pentru identificarea regiunilor cerebrale implicate în producerea crizelor epileptice.
Prezența electrozilor a oferit cercetătorilor posibilitatea de a înregistra activitatea unor celule nervoase individuale în timp ce participanții rezolvau sarcini cognitive.
Investigația s-a concentrat asupra cortexului frontal medial, o regiune cunoscută pentru implicarea sa în evaluarea performanței și în controlul comportamentului orientat către obiective.
Participanții au efectuat două tipuri de teste cognitive concepute pentru a crea situații de conflict între un răspuns automat și răspunsul corect.
Aceste exerciții sunt utile deoarece pun în evidență momentele în care o persoană trebuie să inhibe o reacție obișnuită și să aleagă un comportament mai bine adaptat cerinței.
Testul Stroop: de ce este dificil să spunem culoarea corectă?
Unul dintre exercițiile utilizate a fost testul Stroop, o sarcină cunoscută în psihologia cognitivă pentru investigarea atenției selective și a controlului inhibitor.
Într-o variantă clasică a testului, participanții văd cuvinte care desemnează culori, dar care sunt scrise folosind o cerneală de altă culoare.
De exemplu, cuvântul „ROȘU” poate fi afișat cu litere albastre.
Persoana nu trebuie să citească termenul scris, ci să numească nuanța cernelii. În acest caz, răspunsul corect este „albastru”.
Deși sarcina pare simplă, ea produce un conflict cognitiv. Citirea cuvintelor este un proces foarte bine exersat și relativ automat pentru adulții care știu să citească.
Prin urmare, atunci când vedem un cuvânt familiar, avem tendința să îi procesăm rapid semnificația, chiar dacă instrucțiunea ne cere să ignorăm textul.
Pentru a răspunde corect, trebuie să inhibăm reacția automată de citire și să ne concentrăm asupra culorii.
Acest conflict dintre două răspunsuri posibile poate crește timpul necesar pentru rezolvarea sarcinii și probabilitatea de a greși.
În experiment, cercetătorii au urmărit activitatea neuronilor în momentele în care participanții întâmpinau asemenea dificultăți sau ofereau un răspuns incorect.
Al doilea experiment: identificarea cifrei diferite
Participanții au efectuat și un alt exercițiu cognitiv, cunoscut sub numele de Multi-Source Interference Task, prescurtat MSIT.
În această sarcină, pe ecran erau prezentate simultan trei cifre. Două dintre ele erau identice, iar a treia era diferită.
De exemplu, participantul putea vedea secvența 1-2-2.
Obiectivul era identificarea cifrei care apărea o singură dată, adică „1”, folosind răspunsul corespunzător cerut de test.
Dificultatea apărea deoarece cifra repetată putea atrage mai mult atenția și putea favoriza un răspuns automat incorect.
În anumite condiții, poziția cifrei pe ecran putea crea un conflict suplimentar față de răspunsul solicitat.
Exercițiul a permis analizarea capacității participanților de a rezista interferențelor și de a identifica răspunsul corect în condiții solicitante.
Utilizarea a două sarcini diferite a fost importantă pentru a verifica dacă neuronii implicați în monitorizarea performanței funcționează numai într-un context particular sau pot contribui la evaluarea unor tipuri diferite de probleme.
Două tipuri de semnale neuronale: eroarea și conflictul cognitiv
În urma înregistrărilor, cercetătorii au identificat activități neuronale asociate cu două componente importante ale monitorizării performanței.
Prima componentă se referă la detectarea erorilor. Anumiți neuroni prezentau o activitate accentuată după ce participanții ofereau un răspuns greșit.
A doua componentă privește monitorizarea conflictului cognitiv. Alte semnale neuronale erau asociate cu situațiile în care sarcina presupunea răspunsuri concurente sau un nivel mai ridicat de dificultate.
În testul Stroop, de exemplu, conflictul apare atunci când semnificația cuvântului indică o culoare, iar cerneala are o culoare diferită.
Creierul trebuie să gestioneze această nepotrivire și să selecteze informația relevantă pentru obiectivul urmărit.
În cazul sarcinii cu cifre, conflictul este produs de tendința de a răspunde pe baza unor caracteristici evidente, dar nerelevante pentru instrucțiunea primită.
Rezultatele au arătat că neuronii care codifică aceste informații sunt distribuiți în aceeași regiune cerebrală, ceea ce sugerează o organizare mai integrată a monitorizării performanței decât se presupunea anterior.
De ce creierul detectează multe greșeli abia după ce le-am făcut
Una dintre observațiile importante ale studiului a fost că mulți dintre neuronii investigați deveneau activi după finalizarea unei decizii sau a unei acțiuni.
Cu alte cuvinte, activitatea lor era asociată mai ales cu evaluarea rezultatului, nu cu alegerea inițială a răspunsului.
Această observație ajută la explicarea momentelor în care realizăm că am greșit abia după ce am acționat.
Zhongzheng Fu, primul autor al cercetării, a explicat că aceste rezultate indică rolul cortexului frontal medial în evaluarea retrospectivă a deciziilor.
Totuși, aceasta nu înseamnă că întregul creier detectează erorile numai după producerea lor sau că anticiparea greșelilor este imposibilă.
Creierul dispune de mai multe mecanisme de predicție, control și verificare a comportamentului. Studiul descrie în mod particular activitatea unor populații neuronale implicate în monitorizarea rezultatelor.
Evaluarea unei acțiuni după ce aceasta a fost realizată reprezintă o sursă importantă de informații pentru deciziile viitoare.
În acest fel, experiențele nereușite pot contribui la ajustarea atenției, la modificarea strategiilor și la evitarea repetării anumitor greșeli.
Cum poate creierul să monitorizeze erori în situații foarte diferite?
O întrebare importantă pentru cercetători a fost dacă monitorizarea performanței se bazează pe mecanisme generale, valabile în mai multe tipuri de activități, sau pe mecanisme specializate pentru fiecare sarcină.
De exemplu, o persoană poate observa că a greșit într-o conversație, într-un test de memorie sau în timpul unei activități practice.
Aceste situații presupun comportamente diferite, dar toate necesită capacitatea de a evalua dacă rezultatul corespunde intenției inițiale.
În neuroștiință, cercetătorii disting între două forme de monitorizare:
- Monitorizarea generală a performanței, care permite identificarea faptului că ceva nu a mers bine, indiferent de tipul sarcinii.
- Monitorizarea specifică sarcinii, care oferă informații despre natura dificultății sau despre caracteristicile erorii într-un anumit context.
Anterior, se presupunea că aceste forme de evaluare ar putea depinde de regiuni cerebrale mai clar separate.
Studiul publicat în Science a arătat însă că semnalele generale și cele specifice pot fi reprezentate de populații neuronale intercalate în cortexul frontal medial.
Această organizare poate permite creierului să combine flexibilitatea cu specializarea.
Pe de o parte, putem recunoaște o problemă într-o situație nouă. Pe de altă parte, putem utiliza informații precise pentru a ne perfecționa într-o activitate pe care o practicăm frecvent.
De ce detectarea unei greșeli este importantă pentru învățare
Învățarea presupune mai mult decât memorarea unor informații. Ea implică și capacitatea de a compara rezultatele cu obiectivele urmărite.
Atunci când încercăm să dobândim o abilitate, putem realiza o acțiune, putem observa efectul și putem ajusta comportamentul în funcție de rezultat.
De exemplu, învățarea unei mișcări noi presupune adesea repetarea exercițiului și modificarea treptată a execuției.
Într-un context cognitiv, rezolvarea unei probleme poate necesita revizuirea unei strategii atunci când răspunsul obținut nu este corect.
Monitorizarea performanței contribuie la aceste procese prin furnizarea unor informații despre erori și dificultăți.
Cercetătorii consideră că asemenea semnale pot influența regiunile cerebrale implicate în memorie, planificare, rezolvarea problemelor și reglarea comportamentului.
De asemenea, informațiile despre dificultatea unei sarcini pot ajuta sistemul cognitiv să estimeze cât control și câtă atenție sunt necesare pentru situații asemănătoare.
Astfel, detectarea unei greșeli poate contribui nu doar la corectarea unui răspuns, ci și la adaptarea modului în care abordăm o categorie întreagă de probleme.
Ce legătură există între monitorizarea erorilor și flexibilitatea cognitivă?
Flexibilitatea cognitivă reprezintă capacitatea de a modifica strategiile mentale și comportamentale atunci când cerințele unei situații se schimbă.
O persoană flexibilă cognitiv poate renunța la o metodă care nu funcționează și poate încerca o abordare diferită.
Monitorizarea performanței oferă informații importante pentru acest proces. Dacă o strategie produce frecvent erori, semnalele de evaluare pot contribui la recunoașterea necesității unei ajustări.
Totuși, detectarea unei greșeli nu garantează flexibilitatea. Uneori, oamenii continuă să repete același comportament, chiar dacă știu că rezultatul este nefavorabil.
În asemenea situații, pot interveni obiceiurile, motivația, solicitarea emoțională sau dificultatea de a identifica alternative.
Cercetarea asupra neuronilor din cortexul frontal medial nu susține ideea că există un singur centru cerebral responsabil pentru învățarea din greșeli.
Mai degrabă, arată cum anumite informații despre performanță pot fi codificate într-o regiune importantă pentru coordonarea controlului cognitiv.
Ce legătură are monitorizarea excesivă a erorilor cu tulburarea obsesiv-compulsivă?
Descoperirea prezintă interes și pentru cercetările asupra unor tulburări psihice în care controlul cognitiv și evaluarea greșelilor pot funcționa diferit.
Un exemplu este tulburarea obsesiv-compulsivă (TOC), care poate include obsesii și comportamente repetitive realizate pentru reducerea anxietății sau a disconfortului.
Unele persoane cu TOC pot manifesta o preocupare intensă față de posibilitatea de a fi făcut o greșeală.
De exemplu, pot simți nevoia repetată de a verifica dacă au încuiat ușa sau dacă au efectuat corect o anumită acțiune, chiar și atunci când nu există indicii clare că ceva nu este în regulă.
Cercetările de neuroștiință au identificat particularități ale semnalelor de monitorizare a erorilor la unele persoane diagnosticate cu TOC.
Totuși, tulburarea nu poate fi redusă la o activare excesivă a unui singur grup de neuroni. Manifestările sale implică mecanisme psihologice și neuronale complexe.
Studiul realizat la Cedars-Sinai oferă informații despre funcționarea normală a monitorizării performanței, care pot contribui la o mai bună înțelegere a unor procese relevante pentru TOC.
El nu a demonstrat însă eficiența vreunui tratament pentru această tulburare.
De ce sunt relevante aceste descoperiri și pentru schizofrenie?
Schizofrenia este o tulburare psihică complexă, care poate afecta percepția, gândirea, organizarea comportamentului și unele funcții cognitive.
În anumite cercetări, persoanele diagnosticate cu schizofrenie au prezentat diferențe în procesele de monitorizare a erorilor și în ajustarea comportamentului după răspunsuri incorecte.
Aceste observații au contribuit la interesul cercetătorilor pentru funcționarea cortexului frontal și pentru mecanismele de control cognitiv.
Totuși, nu este corect să afirmăm că persoanele cu schizofrenie nu își recunosc greșelile sau că boala este produsă de o activitate neuronală insuficientă într-o singură regiune cerebrală.
Funcționarea cognitivă variază considerabil între persoane, iar manifestările schizofreniei nu pot fi explicate exclusiv prin monitorizarea performanței.
Cercetările asupra neuronilor individuali pot contribui la identificarea unor mecanisme care merită investigate suplimentar, dar nu se traduc automat în metode noi de tratament.
Vor putea fi utilizate aceste descoperiri în tratamentele psihiatrice?
Autorii studiului consideră că înțelegerea mecanismelor neuronale ale monitorizării performanței ar putea contribui, în viitor, la îmbunătățirea cercetării clinice.
Dacă specialiștii înțeleg mai bine modul în care creierul detectează greșelile și evaluează dificultatea sarcinilor, pot formula ipoteze mai precise despre procesele cognitive afectate în anumite tulburări.
Acest lucru poate ajuta la dezvoltarea unor metode de evaluare și la investigarea unor intervenții care vizează controlul cognitiv.
Totuși, descoperirea unui mecanism neuronal nu echivalează cu validarea unei terapii.
Pentru ca o intervenție să fie recomandată clinic, sunt necesare studii suplimentare care să demonstreze siguranța și eficacitatea acesteia.
În prezent, cercetarea oferă în primul rând o explicație mai detaliată a modului în care anumite populații neuronale contribuie la evaluarea performanței umane.
Ce ne arată cercetarea despre capacitatea creierului de a învăța
Studiul publicat în Science evidențiază complexitatea unui proces pe care îl experimentăm aproape zilnic: momentul în care realizăm că am greșit.
Neuronii din cortexul frontal medial pot semnaliza atât erorile, cât și conflictele cognitive întâlnite în timpul unei sarcini. Informațiile transmise de aceste populații neuronale contribuie la evaluarea comportamentului și pot susține adaptarea la cerințe noi.
Descoperirea sugerează că mecanismele de monitorizare a performanței sunt organizate astfel încât să permită atât recunoașterea unor probleme generale, cât și analiza dificultăților specifice unei activități.
Dincolo de implicațiile pentru neuroștiință, rezultatele oferă o perspectivă asupra modului în care învățăm. Greșelile nu reprezintă doar rezultate nereușite, ci pot furniza informații importante despre ceea ce trebuie schimbat.
Capacitatea de a detecta o eroare, de a-i evalua semnificația și de a ajusta comportamentul este una dintre componentele fundamentale ale învățării și adaptării umane.
Deși studiul nu demonstrează că fiecare greșeală produce automat progres, el arată că evaluarea erorilor este susținută de mecanisme neuronale specializate. Aceste mecanisme ne ajută să folosim experiențele anterioare pentru a răspunde mai bine provocărilor viitoare.
Leave a Reply